水禽乙酰辅酶A羧化酶(ACC)α基因序列进化及系统发育关系研究

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bigmouse0907
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本研究利用RT-PCR方法从朗德鹅、天府肉鹅、大型肉鸭肝脏组织中扩增ACCα基因的部分序列,利用生物信息学方法分析ACCα基因在物种间的变异与结构特征、蛋白质特性、系统发育关系及生物素酶家族成员ACC、PCC、PYC和MCC基因的的分子进化模式。研究结果表明,得到朗德鹅、天府肉鹅和大型肉鸭乙酰辅酶A羧化酶α基因(ACCα)的cDNA序列669bp,编码188个氨基酸;天府肉鹅与朗德鹅、鸭、鸡、人和家鼠的核苷酸序列同源性分别为100%、99.1%、92.0%、82.9%和82.7%,氨基酸序列同源性达到92%以上。同时将所得序列与GenBank中鸡(GenBank序列号:NM205505)ACCα基因序列比对,共检测到38个可变位点,其中单碱基变异多态位点34个,简约信息位点4个,没有发现含有3个或4个变异的单碱基变异位点,核苷酸多样度(Nucleotidediversity)为0.02980。从ACCα基因669bp部分序列碱基组成的平均含量来看,同一碱基在鸭、鹅和鸡三个禽类物种间差异不大,不同碱基在密码1、2、3位点上的含量表现出了不同程度的变化,在密码子第三位点的变化幅度高于密码子第1和第2位。鹅与鸡、鸭与鸡、鸭与鹅序列间的转换数(si)大于颠换数(sv) (si/sv=2.0~3.5),其转换数分别为28、26、4,颠换数分别为8、8、2;从密码子位点看,除鸭与鸡、鹅与鸡在密码子第一位点、第二位点上各出现了1次转换外,其余的转换均出现在密码子第三位点上,在密码子第一、二位点均没发生颠换。鸭与鸡、鹅与鸡间的同义替换位点数(155.00—157.83)远远低于非同义替换位点数(504.83—511.17),不同物种间的差异不大;非同义替换速率(Ka)在鸭与鸡、鹅与鸡间为0.0020,鸭与鹅间没有发生非同义替换,同义替换速率是非同义替换速率的125.05—134.35倍。用邻接法构建的系统进化树表明,天府肉鹅和朗德鹅先聚为一类后,再与鸭聚为一起(BP为100%),最后再与鸡聚在一起(BP为100%),人、家鼠2种哺乳动物单独聚为一类,形成了鸟类和哺乳动物两个大的分支。动物生物素羧化酶家族(BC)基因(亚基)ACC1、ACC2、PYC、MCC1的ATP grasp区的蛋白质结构域分析表明,在该区内存在比较保守的ATP binding片段、氨基甲酰磷酸合酶(CPS)片段、生物素酶特有的GGGGKG(GGGGRG)片段,系统发育分析表明,BC家族ACC、PCC2、PYC、MCC基因共形成了三个大的进化枝,即ACC进化枝、PYC和MCC1进化枝、及PCC2和MCC2进化枝,在ACC分枝上,鸭、鹅的ACC1与鸡的ACC1聚在一起,形成鸟类的ACC1进化分枝(Bootstrap支持率99%),再与哺乳动物的ACC1聚为一个进化分岐枝(BP=99%),然后与ACC基因的ACC2亚基聚集形成了BC家族ACC进化枝;不同物种的PCC2亚基聚集一起形成PCC2分岐枝,再与MCC2聚为一进化分枝(BP=100%),PYC与MCC1聚为一支(BP=77%),表明PCC2与MCC2、PYC与MCC1有较晚、近的共同祖先。
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